(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定孔に挿入される測定子の内部に、軸方向に沿って延びる複数の縦通路と、前記測定子の軸方向の複数箇所において径方向に沿って延びて前記各縦通路に連通し、かつ前記測定子の外面で開口する複数の横通路と、が形成されているエアマイクロメータの測定ヘッドであって、
前記測定子が、同心状に配置されかつ径方向に重合された複数の管からなり、
前記縦通路が、径方向の最内側の管の中心と、互いに重合する管の間とに形成されていることを特徴とするエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項２】
互いに重合する２つの管の間に形成された前記縦通路は、当該２つの管のうち径方向内側の管の外周面に形成された溝によって構成されている請求項１に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項３】
前記溝が、前記管の全周に形成されている請求項２に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項４】
前記横通路は、前記測定子の軸方向の各箇所において、当該測定子の軸心上で互いに交差する２本以上の直径線上に形成され、かつ前記測定子の外面における周方向の４箇所以上で開口している請求項１〜３のいずれかに記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項５】
少なくとも１つの前記横通路は、互いに重合する２つの管に跨って形成されており、当該２つの管の対向する周面の少なくとも一方には、当該横通路に連通する円周溝が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項６】
少なくとも一組の互いに重合する２つの管が、締まり嵌めにより嵌合されている請求項１〜５のいずれかに記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項７】
互いに締まり嵌めにより嵌合される２つの管が、熱膨張係数の異なる材料で形成されている請求項６に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項８】
前記測定子は、当該測定子を取り付けるための取付孔と、前記縦通路にエアを供給するために前記取付孔の内面で開口したエア供給通路とを有するエア供給部材に取り付けられており、
前記測定子は、前記取付孔に対して締まり嵌めによって嵌合されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項９】
前記エア供給部材と、前記測定子を構成する径方向最外側の管とが熱膨張係数の異なる材料で形成されている請求項８に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項１０】
被測定孔に挿入される測定子を、複数の管を同心状に配置して径方向に重合させることによって形成し、
複数の管のうち、少なくとも１組の互いに重合する２つの管を締まり嵌めによって嵌合し、
この２つの管の間にエアを流通させる縦通路を形成することを特徴とするエアマイクロメータの測定ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアマイクロメータの測定ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精度な仕上げ加工が施された工作物については、その寸法を精密に測定することが要求されており、このために、エア（空気）を測定媒体として工作物の寸法を測定するエアマイクロメータが用いられている。
例えば、工作物の内径を測定する内径測定用のエアマイクロメータは、被測定物に形成された孔（被測定孔）に挿入される測定子を有する測定ヘッドを備え、この測定子の外周面に形成されたノズル口から、被測定孔の内周面にエアを吹き付け、ノズル口と被測定孔の内周面との隙間に応じたエアの流量変化又は背圧変化に基づいて、孔の内径や真円度等を測定するように構成されている。
【０００３】
また、下記特許文献１には、被測定孔における軸方向の複数箇所で同時に内径の測定を行うことができるエアマイクロメータが開示されている。図１４に、特許文献１のエアマイクロメータを概略的に示した説明図を示す。このエアマイクロメータの測定ヘッドは、被測定孔に挿入される測定子１１７を備え、この測定子１１７の内部には、軸方向に沿って延びる複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３と、各縦通路Ｔ１〜Ｔ３の先端部に連通され、径方向に延びる複数の横通路Ｙ１〜Ｙ３とが形成されている。複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３は測定子１１７の軸心Ｏ回りに周方向に等間隔をおいて配列されている。複数の横通路Ｙ１〜Ｙ３は、互いに軸方向に異なる位置Ａ〜Ｃにおいて、測定子１１７の軸心Ｏを通過する直径線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３上に形成され、測定子１１７の径方向両側面において開口し、ノズル口１１９を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５０７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１４（ａ）に示されるように、従来のエアマイクロメータは、１つの棒状の測定子１１７に対して複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３を形成しなければならないので、複雑な孔加工が必要であり、製造に要する時間や費用も増大する。特に、複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３は、測定子１１７の限られた横断面積内に収まるように形成しなければならないので、その数が多くなるほど加工が困難となる。
また、図１４（ｂ）に示されるように、複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３は、それぞれ測定子の軸心Ｏから偏心した位置に形成されているので、各縦通路Ｔ１〜Ｔ３から径方向の一方側に延びる横通路Ｙ１〜Ｙ３と、径方向他方側に延びる横通路Ｙ１〜Ｙ３とが互いに異なる長さａ１，ａ２となる。そのため、各横通路Ｙ１〜Ｙ３を通ってノズル口１１９から噴出されるエアの圧力や流量等にばらつきが生じ、これが精度の高い測定の妨げになる。
【０００６】
また、一般にこの種のエアマイクロメータは、軸方向の各箇所Ａ〜Ｃにおいてノズル口１１９の数が多いほど精度の高い測定が可能になるが、図１４に示されるエアマイクロメータでは、縦通路Ｔ１〜Ｔ３が測定子１１７の軸心Ｏから偏心して形成されているので、軸方向の各箇所Ａ〜Ｃにおいて１つの直径線Ｌ１〜Ｌ３上に２本の横通路Ｙ１〜Ｙ３しか形成することができず、ノズル口１１９の数も最大で２つとなる。そのため、ノズル口１１９を増やして測定精度を高めることは実質的に不可能である。
【０００７】
本発明は、製造が容易で精度の高い測定を可能にするエアマイクロメータの測定ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、被測定孔に挿入される測定子の内部に、軸方向に沿って延びる複数の縦通路と、前記測定子の軸方向の複数箇所において径方向に沿って延びて前記各縦通路に連通し、かつ前記測定子の外面で開口する複数の横通路と、が形成されているエアマイクロメータの測定ヘッドであって、
前記測定子が、同心状に配置されかつ径方向に重合された複数の管からなり、
前記縦通路が、径方向の最内側の管の中心と、互いに重合する管の間とに形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の測定ヘッドの測定子は、同心状に配置されかつ径方向に重合された複数の管から構成され、縦通路が、径方向の最内側の管の中心と、互いに重合する管の間とに形成されている。そのため、いずれの縦通路も測定子の軸心を中心に形成され、測定子の外面までの距離が一定となる。したがって、各縦通路から径方向外方へ延びる複数の横通路を互いに同一の長さに形成することができ、この複数の横通路から吹き出されるエアの圧力等のばらつきを抑制し、精度の高い測定を行うことが可能となる。
また、互いに重合する管の間に形成される縦通路は、例えば、２つの管の間に隙間や溝を形成することによって構成することができる。そのため、測定子に対して縦通路を形成するために複雑な加工が不要となり、測定ヘッドの製造を容易に行うことが可能となる。
【００１０】
（２）互いに重合する２つの管の間に形成された前記縦通路は、当該２つの管のうち径方向内側の管の外周面に形成された溝により構成されていることが好ましい。
このように、縦通路を構成する溝を径方向内側の管の外周面に形成することによって、当該溝を径方向外側の管の内周面に形成する場合に比べて、加工を容易に行うことができる。したがって、測定子に対してより容易に縦通路を形成することができる。
【００１１】
（３）前記溝は、前記管の全周に形成されていることが好ましい。
このような構成によって、縦通路の流路面積を十分に確保することができるとともに、周方向のどの位置においても横通路を縦通路に連通させることができる。したがって、横通路を形成する位置の自由度が増すと共に、横通路の数の増量にも容易に対応可能となる。また、当該溝が、軸方向に延びる細溝である場合に比べて加工を容易に行うことができる。
【００１２】
（４）前記横通路は、前記測定子の軸方向の各箇所において、前記測定子の軸心上で互いに交差する２本以上の直径線上に形成され、かつ前記測定子の外面における周方向の４箇所以上で開口していることが好ましい。
本発明の測定子は、いずれの縦通路も測定子の軸心を中心として形成されるため、測定子の軸心を通る２本以上の直径線上に横通路を形成し、測定子の外面における周方向の４箇所以上で横通路を開口させ、各開口からエアを吹き出して測定を行うことができる。したがって、より精度の高い測定を行うことが可能となる。
【００１３】
（５）前記測定子に形成された少なくとも１つの横通路は、互いに重合する２つの管に跨って形成されており、当該２つの管の対向する周面の少なくとも一方には、横通路に連通する円周溝が形成されていることが好ましい。
このような構成によって、互いに重合する２つの管が周方向に位置ずれしていても、横通路を当該２つの管に跨がって形成することができる。
【００１４】
（６）少なくとも一組の互いに重合する２つの管は、締まり嵌めにより嵌合されていることが好ましい。
このような構成によって、シール部材を用いなくても当該２つの管の間に形成された縦通路の気密性を保つことが可能となり、これによって部品点数を少なくし、構造の簡素化及び製造の容易化を図ることができる。
【００１５】
（７）互いに締まり嵌めにより嵌合される２つの管が、熱膨張係数の異なる材料で形成されていることが好ましい。
このような構成によって、締まり嵌めにより嵌合させた２つの管を加熱又は冷却することによって容易に分解することができる。そのため、分解した管の一方を交換することが可能となる。
【００１６】
（８）前記測定子は、当該測定子を取り付けるための取付孔と、前記縦通路にエアを供給するために前記取付孔の内面で開口したエア供給通路とを有するエア供給部材に取り付けられており、
前記測定子は、前記取付孔に対して締まり嵌めにより嵌合されることが好ましい。
この構成によれば、エア供給部材に形成された取付孔に測定子が締まり嵌めにより嵌合されているので、両者の間にシール部材を設けなくても気密性を保つことができ、エア供給通路から縦通路へ流れるエアの漏れを防止することができる。
【００１７】
（９）前記エア供給部材と、前記測定子を構成する径方向最外側の管とは、熱膨張係数の異なる材料で形成されていることが好ましい。
このような構成によって、エア供給部材と測定子とを冷却又は加熱することによって両者を容易に分解することができる。したがって、測定子が損傷等した場合には、エア供給部材から測定子を取り外し、新たな測定子に交換することが可能となる。
【００１８】
（１０）本発明のエアマイクロメータの測定ヘッドの製造方法は、
複数の管を同心状に配置するとともに径方向に重合させて、被測定孔に挿入される測定子を形成し、
複数の管のうち、少なくとも１組の互いに重合する２つの管を締まり嵌めによって嵌合し、
この２つの管の間にエアを流通させる縦通路を形成していることを特徴とする。
この構成によれば、互いに締まり嵌めによって嵌合された２つの管の間に縦通路が形成されているので、この縦通路の気密性を保つために２つの管の間の嵌合面にシール部材を設ける必要がなくなり、部品点数を低減させることができるとともに、構造の簡素化及び製造の容易化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のエアマイクロメータの測定ヘッドによれば、製造が容易で精度の高い測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエアマイクロメータの測定ヘッドを示す側面図である。
【図２】図１に示される測定ヘッドの側面断面図である。
【図３】図２におけるIII部の拡大断面図である。
【図４】図２におけるIV部の拡大断面図である。
【図５】図２におけるＶ部の拡大断面図である。
【図６】図２におけるVI−VI矢視断面図である。
【図７】図２におけるVII−VII矢視断面図である。
【図８】図２におけるVIII−VIII矢視断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るエアマイクロメータの測定ヘッドを示す側面断面図である。
【図１０】図９におけるＸ部の拡大断面図である。
【図１１】図９におけるXI部の拡大断面図である。
【図１２】図９におけるXII−XII矢視断面図である。
【図１３】図９におけるXIII−XIII矢視断面図である。
【図１４】従来技術を概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエアマイクロメータ１０の測定ヘッド１３を示す側面図である。エアマイクロメータ１０は、エア供給源１１と、測定部１２と、測定ヘッド１３とを備えており、エア供給源１１と測定部１２、及び測定部１２と測定ヘッド１３とがエア配管１４により接続されている。そして、エア供給源１１により生成されたエア（圧縮空気）がエア配管１４を介して測定部１２及び測定ヘッド１３に供給され、測定ヘッド１３から吹き出したエアの流量変化又は背圧変化を測定部１２により測定することで、被測定物Ｗにおける所定の寸法を測定するように構成されている。本実施の形態のエアマイクロメータ１０は、被測定物Ｗに形成された孔（被測定孔）Ｗｈの内径や真円度等を測定するために使用される。
【００２２】
＜測定ヘッド１３の構成＞
測定ヘッド１３は、エア供給源１１からエアの供給を受ける本体部１６と、被測定物Ｗの被測定孔Ｗｈに挿入されると共に、被測定孔Ｗｈの内周面に向けてエアを吹き出す測定子１７と、を備えている。本体部１６は、軸心Ｏを中心とする略円柱形状に形成され、その外周面には、エア配管１４が接続される３個の継手（第１〜第３の継手）Ｊ１〜Ｊ３が取り付けられている。したがって、本体部１６には３系統でエアが供給される。また、本体部１６の内部には、測定子１７にエアを供給するための第１〜第３のエア供給通路Ｒ１〜Ｒ３(図２参照）が形成されている。
【００２３】
測定子１７は、本体部１６と同心状に設けられ、本体部１６の軸方向の一端面から突出している。測定子１７は略円柱形状に形成されると共に、その外周面にはエアを吹き出すためのノズル口１９が形成されている。本実施の形態の測定子１７には、軸方向に離れた３箇所（第１〜第３の軸方向位置）Ａ〜Ｃにそれぞれ複数のノズル口１９が形成されており、この３箇所Ａ〜Ｃにおいて同時に被測定孔Ｗｈの寸法を測定することができる。
【００２４】
図２は、図１に示される測定ヘッド１３の側面断面図である。
測定ヘッド１３の測定子１７の内部には、軸心Ｏに沿って延びる複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３と、各縦通路Ｔ１〜Ｔ３に連通し、径方向に延びる複数の横通路Ｙ１〜Ｙ３とが形成されている。縦通路Ｔ１〜Ｔ３は、３系統の第１〜第３のエア供給通路Ｒ１〜Ｒ３に対応するように３本形成されている。以下、これらの３本の縦通路Ｔ１〜Ｔ３を、それぞれ第１の縦通路Ｔ１、第２の縦通路Ｔ２、第３の縦通路Ｔ３と呼称する。また、横通路Ｙ１〜Ｙ３は、第１〜第３の軸方向位置Ａ〜Ｃに形成されている。各横通路Ｙ１〜Ｙ３は、測定子１７の外周面において開口しており、この開口が前述のノズル口１９とされている。また、各軸方向位置Ａ〜Ｃの横通路Ｙ１〜Ｙ３は、第１〜第３の縦通路Ｔ１〜Ｔ３にそれぞれ連通されている。
【００２５】
＜測定子１７の構造＞
測定子１７は、同心状に配置されかつ径方向に重合された複数の管により構成されている。具体的に、本実施の形態の測定子１７は、３つの管Ｐ１〜Ｐ３により構成されている。以下の説明においては、３つの管を、径方向内側から第１の管Ｐ１、第２の管Ｐ２、第３の管Ｐ３と呼称する。
第１の管Ｐ１は、測定ヘッド１３の全長にわたる軸方向の長さを有している。第１の管Ｐ１の中心には、第１の縦通路Ｔ１が形成されている。この第１の縦通路Ｔ１の先端部（図２における右端部）と基端部（図２における左端部）とは密封栓２２によって閉鎖され、当該端部からのエア漏れが防止されている。
【００２６】
第１の管Ｐ１のうち、基端側の約２／３程の範囲には、外径の小さい小径部２４が形成されている。そして、この小径部２４の先端側には段部２５を介して外径の大きい大径部２６が形成されている。第１の管Ｐ１の小径部２４には、第２の管Ｐ２が嵌合されることによって取り付けられる。
第２の管Ｐ２は、第１の管Ｐ１における小径部２４の外径よりも僅かに小さい内径と、大径部２６の外径と略同じ外径とを有している。また、第２の管Ｐ２は、第１の管Ｐ１における小径部２４と略同じ軸方向長さに形成されている。
【００２７】
そして、この第２の管Ｐ２は、第１の管Ｐ１の小径部２４に対して締まり嵌めによって嵌合されている。すなわち、第２の管Ｐ２を熱膨張させるか、又は第１の管Ｐ１を熱収縮させた状態で、第２の管Ｐ２の内部に第１の管Ｐ１の小径部２４を挿入し、常温に戻すことによって両者が締め代をもって嵌合される。したがって、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とは、後述する通路形成溝３８を除いて隙間なく密着し、気密性が保たれている。
【００２８】
測定子１７における径方向の最外側に配置された第３の管Ｐ３は、本体部１６に一体に形成されている。そして、嵌合により一体化された第１の管Ｐ１及び第２の管Ｐ２は、第３の管Ｐ３の筒内と、本体部１６に形成された取付孔２９とに嵌合されている。具体的に、第１の管Ｐ１及び第２の管Ｐ２は、すきま嵌め又は中間嵌めによって第３の管Ｐ３及び本体部１６の取付孔２９に嵌合されている。第１の管Ｐ１及び第２の管Ｐ２と、第３の管Ｐ３及び取付孔２９との間は、軸方向の適所に設けられたＯリング等のシール部材３０によって気密性が保たれている。なお、測定子１７は、先端側の第１の軸方向位置Ａにおいては、第１の管Ｐ１と第３の管Ｐ３とが互いに径方向に重合しており、第２，第３の軸方向位置Ｂ，Ｃにおいては、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２、及び第２の管Ｐ２と第３の管Ｐ３がそれぞれ径方向に重合している。
【００２９】
＜第１の縦通路及び第１の横通路の構成＞
図２に示されるように、第１の管Ｐ１の中心に形成された第１の縦通路Ｔ１は、少なくとも第１のエア供給通路Ｒ１から第１の軸方向位置Ａにわたる軸方向長さを有している。第１の縦通路Ｔ１の基端側（左端側）は、第１の管Ｐ１及び第２の管Ｐ２に径方向に形成された連絡通路３１を介して第１のエア供給通路Ｒ１に連通されている。
【００３０】
測定子１７における第１の軸方向位置Ａには、径方向に延びるとともに第１の縦通路Ｔ１に連通された第１の横通路Ｙ１が形成されている。図３及び図６に示されるように、第１の横通路Ｙ１は、測定子１７の軸心Ｏを通る直径線Ｌ１，Ｌ２に沿って形成されている。本実施の形態の測定子１７には、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２に沿って第１の縦通路Ｔ１から径方向外方に延びる４本の第１の横通路Ｙ１が形成されている。また、第１の縦通路Ｔ１は測定子１７の軸心Ｏを中心として形成されているので、この第１の縦通路Ｔ１から径方向外方に延びる４本の第１の横通路Ｙ１は、互いに同一の長さに形成されている。
【００３１】
また、各第１の横通路Ｙ１は、第１の管Ｐ１に形成された径内部分Ｙ１ａと、第３の管Ｐ３に形成された径外部分Ｙ１ｂとからなり、第１の管Ｐ１と第３の管Ｐ３とに跨って形成されている。第１の横通路Ｙ１における径内部分Ｙ１ａは、径外部分Ｙ１ｂよりもやや大径に形成されている。また、第１の管Ｐ１の外周面全周には、径内部分Ｙ１ａよりも軸方向に幅広の円周溝３４が形成されている。この円周溝３４によって、第１の横通路Ｙ１における径内部分Ｙ１ａと径外部分Ｙ１ｂとが相互に連通されている。このような円周溝３４が形成されていない場合、径内部分Ｙ１ａと径外部分Ｙ１ｂとが軸方向にも周方向にも厳密に位置合わせされることが要求されるが、円周溝３４を形成することによって、径内部分Ｙ１ａと径外部分Ｙ１ｂとが若干軸方向又は周方向に位置ずれしていたとしても、両部分Ｙ１ａ，Ｙ１ｂを相互に連通させることができる。
【００３２】
第１の横通路Ｙ１は、第３の管Ｐ３の外周面において開口し、この開口がノズル口１９とされている。本実施の形態では、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２上に４本の第１の横通路Ｙ１が形成されているので、第１の軸方向位置Ａにおいて、第３の管Ｐ３の外周面には合計４個のノズル口１９が９０°間隔で形成されている。そして、図２に示されるように、第１の継手Ｊ１から第１のエア供給通路Ｒ１及び連絡通路３１を経て第１の縦通路Ｔ１に供給されたエアは、４本の第１の横通路Ｙ１を通って４個のノズル口１９から吐出され、被測定孔Ｗｈの内周面に吹き付けられる。なお、ノズル口１９から被測定孔Ｗｈの内周面までの距離は数十μｍとされる。
【００３３】
図６に示されるように、ノズル口１９の周囲には、環状溝３６が形成されている。また、環状溝３６の一側部には、長溝３７が重複して形成されている。この長溝３７は、図１に示されるように、第３の管Ｐ３の長手方向の大部分にわたって軸方向に延びている。環状溝３６及び長溝３７は、ノズル口１９から吹き出されたエアを被測定孔Ｗｈの外側へ逃がすためのものである。また、図３に示されるように、第１の横通路Ｙ１の軸方向両側には、Ｏリングからなるシール部材３０が設けられ、径内部分Ｙ１ａと径外部分Ｙ１ｂとの間からのエア漏れが防止されている。
【００３４】
＜第２の縦通路及び第２の横通路の構成＞
図２に示されるように、第１の管Ｐ１における小径部２４の外周面には、第２の縦通路Ｔ２を形成するための通路形成溝３８が形成されている。この通路形成溝３８は、第２のエア供給通路Ｒ２と、第２の軸方向位置Ｂとの間にわたる軸方向の長さを有し、且つ第１の管Ｐ１の小径部２４の全周に形成されている。そして、第１の管Ｐ１の小径部２４と第２の管Ｐ２とを重合させることによって、通路形成溝３８と第２の管Ｐ２の内周面とに囲まれた第２の縦通路Ｔ２が形成される。したがって、第２の縦通路Ｔ２は、測定子１７の軸心Ｏを中心とし、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２との間に形成された円筒形状の通路（図７参照）とされている。第２の縦通路Ｔ２の基端側（左端側）は、第２の管Ｐ２に形成された連絡通路３９を介して第２のエア供給通路Ｒ２に連通されている。
【００３５】
測定子１７における第２の軸方向位置Ｂには、径方向に延びるとともに第２の縦通路Ｔ２に連通された第２の横通路Ｙ２が形成されている。図４及び図７に示されるように、第２の横通路Ｙ２は、測定子１７の軸心Ｏを通る直径線Ｌ１，Ｌ２に沿って形成されている。本実施の形態では、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２に沿って第２の縦通路Ｔ２から径方向外方に延びる４本の第２の横通路Ｙ２が形成されている。また、第２の縦通路Ｔ２は測定子１７の軸心Ｏを中心として形成されているので、この第２の縦通路Ｔ２から径方向外方に延びる４本の第２の横通路Ｙ２は、互いに同一の長さに形成されている。
【００３６】
各第２の横通路Ｙ２は、第２の管Ｐ２に形成された径内部分Ｙ２ａと、第３の管Ｐ３に形成された径外部分Ｙ２ｂとからなり、第２の管Ｐ２と第３の管Ｐ３とに跨って形成されている。第２の横通路Ｙ２における径内部分Ｙ２ａは、径外部分Ｙ２ｂよりもやや大径に形成されている。また、第２の管Ｐ２の外周面全周には、径内部分Ｙ２ａよりも軸方向に幅広の円周溝４２が形成されている。この円周溝４２によって、第２の横通路Ｙ２における径内部分Ｙ２ａと径外部分Ｙ２ｂとが相互に連通されている。また、円周溝４２によって、径内部分Ｙ２ａと径外部分Ｙ２ｂとが若干軸方向又は周方向に位置ずれしていたとしても、両部分Ｙ２ａ，Ｙ２ｂを相互に連通させることができる。
【００３７】
第２の横通路Ｙ２は、第３の管Ｐ３の外周面において開口し、この開口がノズル口１９とされている。本実施の形態では、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２上に４本の第２の横通路Ｙ２が形成されているので、第２の軸方向位置Ｂにおいて、第３の管Ｐ３の外周面には合計４個のノズル口１９が９０°間隔で形成されている。そして、図２に示されるように、第２の継手Ｊ２から第２のエア供給通路Ｒ２及び連絡通路３９を経て第２の縦通路Ｔ２に供給されたエアは、４本の第２の横通路Ｙ２を通って４個のノズル口１９から吐出され、被測定孔Ｗｈの内周面に吹き付けられる。
【００３８】
＜第３の縦通路及び第３の横通路の構成＞
図２に示されるように、第２の管Ｐ２の外周面には、第３の縦通路Ｔ３を形成するための通路形成溝４４が形成されている。この通路形成溝４４は、第３のエア供給通路Ｒ３と、第３の軸方向位置Ｃとの間にわたる軸方向の長さを有し、且つ第２の管Ｐ２の全周に形成されている。そして、第２の管Ｐ２と第３の管Ｐ３とを重合させることによって、通路形成溝４４と第３の管Ｐ３の内周面（及び取付孔２９の内周面）とに囲まれた第３の縦通路Ｔ３が形成される。したがって、第３の縦通路Ｔ３は、測定子１７の軸心Ｏを中心として第２の管Ｐ２と第３の管Ｐ３との間に形成された円筒形状の通路（図８参照）とされている。また、第３の縦通路Ｔ３の基端側（左端側）は、第３のエア供給通路Ｒ３に連通されている。
【００３９】
測定子１７における第３の軸方向位置Ｃには、径方向に延びるとともに第３の縦通路Ｔ３に連通された第３の横通路Ｙ３が形成されている。図５及び図８に示されるように、第３の横通路Ｙ３は、測定子１７の軸心Ｏを通る直径線Ｌ１，Ｌ２に沿って形成されている。本実施の形態では、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２に沿って第３の縦通路Ｔ３から径方向外方に延びる４本の第３の横通路Ｙ３が形成されている。また、第３の縦通路Ｔ３は測定子１７の軸心Ｏを中心として形成されているので、この第３の縦通路Ｔ３から径方向外方に延びる４本の第３の横通路Ｙ３は、互いに同一の長さに形成される。
【００４０】
第３の横通路Ｙ３は、第３の管Ｐ３に対して形成され、この第３の管Ｐ３の外周面において開口し、この開口がノズル口１９とされている。本実施の形態では、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２上に４本の第３の横通路Ｙ３が形成されているので、第３の軸方向位置Ｃにおいて、第３の管Ｐ３の外周面には合計４個のノズル口１９が９０°間隔で形成されている。そして、図２に示されるように、第３の継手Ｊ３から第３のエア供給通路Ｒ３を経て第３の縦通路Ｔ３に供給されたエアは、第３の横通路Ｙ３を通ってノズル口１９から吐出され、被測定孔Ｗｈの内周面に吹き付けられる。
【００４１】
以上の構成を有するエアマイクロメータ１０は、測定子１７が第１〜第３の管Ｐ１〜Ｐ３を同心状にかつ径方向に重合させることによって構成され、第１の管Ｐ１の中心と、第１〜第３の管Ｐ１〜Ｐ３の各間とに複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３が形成されている。そのため、複数の縦通路Ｔ１〜Ｔ３は、いずれも測定子１７の軸心Ｏを中心として形成され、各縦通路Ｔ１〜Ｔ３から測定子１７の外周面までの距離を周方向のどの位置においても一定とすることができる。したがって、各軸方向位置Ａ〜Ｃにおいて、各縦通路Ｔ１〜Ｔ３から径方向外方へ延びる複数の横通路Ｙ１〜Ｙ３を互いに同じ長さに形成することができ、各縦通路Ｔ１〜Ｔ３から複数の横通路Ｙ１〜Ｙ３を経て被測定孔Ｗｈに吹き付けられるエアの圧力等にばらつきが生じるのを防止し、精度の高い測定を実現することが可能となる。
【００４２】
また、従来技術のように、１つの棒状の部材からなる測定子１７に対して複数の縦通路を並べて形成する場合、非常に複雑な孔加工が必要となるが、本実施の形態の測定子１７のように複数の管Ｐ１〜Ｐ３を径方向に重合させることによって、各管Ｐ１〜Ｐ３の隙間（溝）を利用して縦通路を形成することができる。そのため、測定子１７に対して複数の縦通路を容易に形成することができる。
【００４３】
また、第２の縦通路Ｔ２を形成する通路形成溝３８は、互いに重合する第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２のうち、径方向内側に位置する第１の管Ｐ１の外周面に形成されている。これとは逆に、径方向外側に位置する第２の管Ｐ２の内周面に対して通路形成溝３８を形成することも可能ではあるが、この場合、管Ｐ２の内周面に対する加工となるので作業が困難となる。したがって、径方向内側の第１の管Ｐ１の外周面に通路形成溝３８を形成することによって第２の縦通路Ｔ２を容易に形成することができる。
【００４４】
同様に、第３の縦通路Ｔ３を構成する通路形成溝４４は、互いに重合する第２の管Ｐ２と第３の管Ｐ３のうち、径方向内側に位置する第２の管Ｐ２の外周面に形成されているので、当該通路形成溝４４の加工が容易となり、第３の縦通路Ｔ３を容易に形成することができる。
【００４５】
また、第２及び第３の縦通路Ｔ２，Ｔ３は、測定子１７の軸心Ｏを中心として全周に形成されているので、周方向のどの位置からでも径方向外方に延びる横通路Ｙ２，Ｙ３を形成することができる。よって、横通路Ｙ２，Ｙ３を形成する位置の自由度が増すと共に、横通路Ｙ２，Ｙ３の数を増やす場合にも容易に対応することができる。
【００４６】
また、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とは締まり嵌めによって密に嵌合されているので、両者の間にシール部材３０は不要となる。したがって、部品点数を減らすことができるとともに、測定子１７の構造の簡素化及び製造の容易化を図ることができる。
ここで、締まり嵌めによって嵌合される第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２の材質について説明する。
【００４７】
第１の管Ｐ１の材質は、焼結によって形成された単一の部材（焼結体）等から形成することができる。例えば、第１の管Ｐ１の材質は、一般耐摩耗用超硬合金（Ｖ１０，Ｖ２０，Ｖ３０）又はセラミックス（アルミナ、ジルコニア）とすることができる。超硬合金の場合、その熱膨張係数は５〜６×１０−６／℃であり、アルミナは８×１０−６／℃であり、ジルコニアは１０．４×１０−６／℃である。
【００４８】
これに対し、第２の管Ｐ２の材質は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０４）、合金工具鋼（ＳＫＳ３，ＳＫＤ１１）、又は高速度工具鋼である。ＳＵＳ３０３の場合、その熱膨張係数は１７．２×１０−６／℃であり、ＳＵＳ３０４は１７．３×１０−６／℃であり、ＳＫＳ３は１４×１０−６／℃であり、ＳＫＤ１１は１２．２×１０−６／℃である。このように、第２の管Ｐ２は、第１の管Ｐ１よりも熱膨張係数が大きい材質からなる。なお、熱膨張係数の各値は、１〜１００℃の場合である。
【００４９】
したがって、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とを締まり嵌めによって嵌合する場合、第２の管Ｐ２を加熱して膨張させることにより第２の管Ｐ２の内側に第１の管Ｐ１を取り付けることが可能となる。また、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とは分解が可能となっている。すなわち、一体化された第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とを加熱することによって、第２の管Ｐ２が第１の管Ｐ１よりも大きく膨張するため、両管を容易に分解することができる。したがって、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２のいずれか一方を交換することが可能となる。
【００５０】
なお、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とは、同一の材質によって形成されていてもよい。しかし、この場合、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とを分解する際に、両者の間に熱膨張差をつけることが困難となるため、異なる熱膨張係数を有する材質で形成することが好ましい。また、第３の管Ｐ３の材質は、特に限定されず、第２の管Ｐ２と同じ材質（例えば工具鋼（ＳＫＳ３やＳＫＤ１１等））のものを使用してもよい。
【００５１】
［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るエアマイクロメータ１０の測定ヘッド１３を示す側面断面図である。
本実施の形態の測定ヘッド１３は、測定子１７が、同心状に配置されかつ径方向に重合された２つの管（第１の管Ｐ１及び第２の管Ｐ２）から構成されている。また、測定子１７の外周面には、軸方向の２箇所（第１の軸方向位置Ａ及び第２の軸方向位置Ｂ）にノズル口１９が形成されている。さらに、測定子１７は、本体部１６とは別体に形成され、この本体部１６に形成された取付孔２９に測定子１７が取り付けられている。したがって、本実施の形態においては、実質的に測定子１７によって測定ヘッド１３が構成され、この測定子１７が、エア供給通路Ｒ１，Ｒ２を有する本体部（エア供給部材）１６に取り付けられているものとして説明する。
【００５２】
本体部１６には、エア配管１４が接続される継手Ｊ１，Ｊ２が取り付けられ、この継手Ｊ１，Ｊ２に連通するエア供給通路Ｒ１，Ｒ２が形成されている。
測定子１７は、第１の管Ｐ１と、この第１の管Ｐ１の外周に嵌合された第２の管Ｐ２とを有している。そして、第１の管Ｐ１の中心には第１の縦通路Ｔ１が形成され、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２との間には、第２の縦通路Ｔ２が形成されている。また、第１の軸方向位置Ａと第２の軸方向位置Ｂとには、それぞれ横通路Ｙ１，Ｙ２とノズル口１９とが形成されている。
【００５３】
第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とはすきま嵌め又は中間嵌めによって嵌合されている。そして、両者の間の軸方向の適宜箇所にはＯリングからなるシール部材４６が設けられている。また、第１の管Ｐ１に形成された第１の縦通路Ｔ１の先端側と基端側とは密封栓２２によって塞がれている。第１の縦通路Ｔ１の基端側は、連絡通路３１を介して第１のエア供給通路Ｒ１に連通されている。
【００５４】
図１０及び図１２に示されるように、第１の横通路Ｙ１は、測定子１７の軸心Ｏを通り、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２上に形成されている。したがって、第１の縦通路Ｔ１から径方向外方へ延びる４本の第１の横通路Ｙ１が形成され、この第１の横通路Ｙ１が第２の管Ｐ２の外周面で開口することによって４個のノズル口１９が９０°間隔で形成されている。４本の第１の横通路Ｙ１は、互いに同一の長さに形成されている。
【００５５】
また、第１の横通路Ｙ１は、第１の管Ｐ１に形成された径内部分Ｙ１ａと、第２の管Ｐ２に形成された径外部分Ｙ１ｂとからなり、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とに跨って形成されている。また、第１の管Ｐ１の外周面には、円周溝３４が形成されており、この円周溝３４によって、径内部分Ｙ１ａと径外部分Ｙ１ｂとが相互に連通している。第２の管Ｐ２の外周面には、複数の長溝３７が形成されている。
【００５６】
図９に示されるように、第１の管Ｐ１の外周面には、第２の縦通路Ｔ２を形成するための通路形成溝３８が形成されている。この通路形成溝３８は、第２のエア供給通路Ｒ２と、第２の軸方向位置Ｂとの間にわたる軸方向長さを有し、かつ第１の管Ｐ１の外周面の全周に形成されている。そして、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２とを重合させることによって、通路形成溝３８と第２の管Ｐ２の内周面との間に囲まれた第２の縦通路Ｔ２が形成される。したがって、第２の縦通路Ｔ２は、測定子１７の軸心Ｏを中心とし、第１の管Ｐ１と第２の管Ｐ２との間に形成された円筒状の通路（図１３参照）とされている。
【００５７】
図１１及び図１３に示されるように、第２の横通路Ｙ２は、測定子１７の軸心Ｏを通り、互いに直交する２本の直径線Ｌ１，Ｌ２上に形成されている。したがって、第２の縦通路Ｔ２から径方向外方に延びる４本の第２の横通路Ｙ２が形成され、この第２の横通路Ｙ２が第２の管Ｐ２の外周面で開口することによって４個のノズル口１９が９０°間隔で形成されている。また、第２の横通路Ｙ２は第２の管Ｐ２のみに形成されている。また、４本の第２の横通路Ｙ２は互いに同一の長さに形成されている。
【００５８】
前述したように、測定子１７の第２の管Ｐ２は、本体部１６の取付孔２９に対して締まり嵌めにより嵌合されている。すなわち、図９に示されるように、本体部１６を熱膨張させるか、又は第２の管Ｐ２を熱収縮させた状態で、本体部１６の取付孔２９に第２の管Ｐ２を挿入し、常温に戻すことによって両者が締め代をもって嵌合される。したがって、本体部１６と測定子１７とは、隙間なく密着し、気密性が保たれている。そのため、本体部１６の取付孔２９と第２の管Ｐ２との間にはシール部材を設ける必要がなく、部品点数を減らすことができるとともに、構造の簡素化及び製造の容易化を図ることができる。
【００５９】
また、本体部１６と第２の管Ｐ２とは熱膨張係数が異なる材質により形成されていることが望まれる。第２の管Ｐ２は、例えば、上述したような一般体摩耗用超硬合金やセラミックス等から形成することができる。本体部１６は、第２の管Ｐ２よりも熱膨張係数の大きな材料、例えば、上述したようなステンレス鋼や合金工具鋼、高速度工具鋼等から形成することができる。そして、本体部１６と測定子１７とを分解する際には、本体部１６を加熱し、熱膨張させることによって測定子１７を容易に取り外すことができる。したがって、測定子１７が使用によって損傷した場合には、当該測定子１７を容易に交換することが可能となる。第２の実施の形態におけるその他の作用効果は第１の実施の形態と略同様である。
【００６０】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば、測定子１７の各軸方向位置Ａ〜Ｃにおける横通路の数やノズル口の数は４個に限らず、これよりも多く又は少なく形成することができる。例えば、測定子１７の軸心Ｏを通り、互いに等角度で交差する３本以上の直径線上に横通路を形成することができる。この場合、横通路の本数は６本以上となり、ノズル口１９の数は６個以上となるため、より高精度な測定を行うことが可能となる。
【００６１】
また、測定子１７は、軸方向の３箇所（第１の実施の形態）又は２箇所（第２の実施の形態）において同時に測定を行うものに限らず、軸方向の４箇所以上において同時に測定を行うものであってもよい。この場合、測定箇所の数に応じた数の管を径方向に重合させればよい。
【００６２】
前述の第１，第２の実施の形態においては、径方向に重合された２つの管の間に形成される縦通路が、少なくとも一方の管の周面の全周に形成された通路形成溝によって構成されていたが、この通路形成溝は、例えば、周方向に複数の細溝によって構成することも可能である。
また、図２に示される測定子１７において、第２の管Ｐ２は、第１の管Ｐ１と同等の長さに形成されていてもよく、測定子１７の先端側においても第１の管Ｐ１及び第３の管Ｐ３と径方向に重合されていてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０：  エアマイクロメータ
１３：  測定ヘッド
１６：  本体部（エア供給部材）
１７：  測定子
１９：  ノズル口
２９：  取付孔
３４：  円周溝
３８：  通路形成溝
４２：  円周溝
４４：  通路形成溝
Ｐ１：  第１の管
Ｐ２：  第２の管
Ｐ３：  第３の管
Ｔ１：  第１の縦通路
Ｔ２：  第２の縦通路
Ｔ３：  第３の縦通路
Ｙ１：  第１の横通路
Ｙ２：  第２の横通路
Ｙ３：  第３の横通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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